3. Пермеаметр

Рис 4. Пермеаметр

Д ослідження властивостей сталі шляхом зняття кривої намагнічування кільцевої проби дає найбільш точні результати, але практично незручно через труднощі виготовлення зразка та через складність накладення на нього обмоток. Ці труднощі відпадають при застосуванні пермеаметрів - пристроїв, що дозволяють швидко та зручно здійснювати відносно рівномірне намагнічування зразків сталі, що мають форму стержнів круглого або прямокутного перетину

На рис. 4а, а дан зовнішній вигляд однієї з конструкцій пермеаметра, а на рис 4б наведена схема включення його.

Основними частинами цього пермеаметра є масивна рама 1 з м'якої сталі з високою магнітною проникністю і дві обмотки w1 і w2. Через бічні отвори в раму вводиться випробуваний зразок Р, щільно затискають за допомогою спеціальних конічних втулок. Обмотка w1 є намагнічуванню , обмотка w2 служить для включення балістичного гальванометра. Перемикач 2 дозволяє включати і змінювати напрямок струму в намагнічуваній обмотці. Порядок визначення магнітного потоку у випробуваному зразку залишається таким же, як і при випробуванні кільцевої проби. Деяке утруднення виникає з обчисленням напруженості магнітного поля Н. Обчислення її за формулою

де :

l - довжина зразка, було б справедливо тільки при нескінченно малому магнітному опорі і стиків проби з опором цим можна знехтувати при випробуванні матеріалів з низькою магнітною проникністю (чавун, виробні сталі),

а- зовнішній вигляд б - схема включення при випробуванні ж проб з високою магнітною проникністю необхідно при обчисленні напруженості поля вводити поправки. Ці поправки даються у вигляді кривих зрізування, які додаються до приладу. Амперметри, призначені для пермеаметрів, іноді градіюють не в амперах, а в значеннях напруженості магнітного поля виходячи з наведеної вище залежності між Н і I.

4 . Дослідження стали в змінному магнітному полі

Рис.5 Аппарат для определения потерь в стали

Магнітні властивості сталі, визначені описаними вище способами на постійному струмі, дозволяють визначити характеристики сталі і при змінному магнітному потоці , зокрема, за площею петлі гістерезиса можна підрахувати втрати на гістерезис при змінному потоці. За емпіричними формулами можуть бути обчислені і втрати на вихрові струми Подібні обчислення дають тільки наближені результати, тому бажано визначати характеристики електротехнічних сталей на змінному струмі шляхом безпосередніх вимірювань.

Ваттметровий метод. На рис 5 даний загальний вигляд, а на рис. 6 приведена схема апарату для визначення ваттметровим методом втрат у пробах листової сталі, що застосовується для виготовлення магнітопроводів електричних машин і трансформаторів. Чотири гетінаксових втулки 1 прямокутного перетину укріплені на загальній підставі, утворюючи квадрат. На втулках поміщені дві обмотки з рівним числом витків: w1 - намагнічує і w2 - вимірювальна. У втулки закладають пакети 2 з листів випробуваної сталі. Стики пакетів ретельно стягуються за допомогою спеціальних затискачів, які не відображаються на схемі. Для усунення втрат в складках , в них закладають тонкі прокладки з електротехнічного картону, товщина яких попередньо ретельно вимірюється мікрометром і надалі враховується при підрахунку намагнічуваних ампер-витків.

Рис. 6. Схема для определения потерь в стали ваттметровым методом

Н амагнічувана  обмотка живиться від джерела змінного струму з регульованою частотою, вимірюваної частотоміром Hz. До вольтметра V і до паралельної обмотки ваттметра подається напруга від вимірювальної обмотки. Змінний струм, проходячи по намагнічуваній обмотці, створює в осерді змінний магнітний потік з амплітудним значенням Фм. Цей потік створює в вимірювальної обмотці е.р.с . Ватметр, включений за схемою (див. Рис.6), вимірює суму потужності, що витрачається на покриття втрат в сталі, і потужності, споживаної вольтметром і паралельною обмоткою ваттметра. З огляду на це, втрати в зразку визначають за формулою:

де Рвт - показання ваттметра,

R_в -опір вольтметра;

Rm - опір паралельної обмотки ваттметра.

І ндукційний метод. Для дослідження властивостей зразків сталі при намагнічуванні змінним струмом, а також для визначення характеристик готових магнітопроводів змінного струму широко застосовують індукційний метод вимірювання магнітного потоку. Індукційний метод по суті полягає у вимірюванні е.р.с., індуктірованим досліджуваним змінним магнітним потоком в вимірювальній обмотці з відомим числом витків.

Рис. 7 Измерение магнитного потока

Вимірювання індуктированной е.р.с. може проводитися різними засобами, одним з яких є потенціометр змінного струму. На рис. 7 даний приклад використання потенціометра для вимірювання змінного магнітного потоку в якій-небудь частині складнскладного магнітного кола.Вимірювальну рамку 1 з відомим числом витків поміщають в даний апарат або машину так, щоб вона охоплювала весь магнітний потік, який підлягає вимірюванню.Електрорушійну силу Е, що виникає в рамці 1, вимірюють потенціометром змінного струму, після чого магнітний потік підраховується за формулою :

 По знайденому значенню Фm, знаючи розміри магнітопровода, можна підрахувати індукцію в даній ділянці магнітного кола за формулою :

де s - перетин муздрамтеатру.

Цією ж формулою користуються і для визначення магнітної індукції в якому-небудь повітряному зазорі магнітного кола, якщо можна знехтувати явищем розпору силових ліній.При необхідності виміряти індукцію в повітряному зазорі магнітного ланцюга, коли не можна знехтувати явищем розпору силових магнітних ліній, поміщають безпосередньо в зазор, мініатюрну вимірювальну рамку з відомою площею sp. В цьому випадку визначається середнє значення індукції в тому місці зазору, де знаходиться рамка, за формулою :

де

sp - площа рамки, м².

Особливою перевагою описаного способу вимірювання магнітного потоку є відсутність струму у вимірювальній рамці. Це дозволяє зробити вимір без порушення нормального режиму і розподілу магнітних потоків у досліджуваному апараті.Вимірювання за схемою дає можливість визначати не тільки модуль, а й фазу магнітного потоку, і з'ясовувати таким шляхом повну картину електричних і магнітних процесів у даній конструкції.За допомогою потенціометра, зокрема, можна знімати основну криву намагнічування кільцевої проби на змінному струмі і визначати втрати в зразках сталі.Потрібно відзначити, що при роботі з потенціометром змінного струму застосовується вібраційний гальванометр, що настроюється на основну частоту, тому вимірювання магнітного потоку за допомогою потенціометра дає добрі результати тільки в тих випадках, коли форма кривої вимірюваного потоку не дуже істотно відрізняється від синусоїди .